一个C++的内存池和内存管理的实现（九）

最新推荐文章于 2022-10-27 09:33:04 发布

qiyao_2000

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分类专栏：编程文章标签： C++内存管理

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本文详细探讨了智能指针的使用场景与注意事项，强调了确保指针指向内存池分配的内存块的重要性，以及如何正确初始化智能指针以避免资源泄露。同时，文章还提供了智能指针在函数调用、参数传递和返回值中的应用指导，并讨论了如何处理第三方库提供的非智能指针返回值。

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上一章说了智能指针的使用。这里还有几个使用上要注意的地方。

首先，必须确保指针指向的是内存池里分配出来的内存块。比如下面这样是不行的。如果这么用的话，指针内容访问的时候，会抛出异常来。因为那个m_nUnmanagedLen得不到正确值（不是内存池里的内存块，没有合法的前缀），造成m_pData->m_pEndMemPtr错误。

int A[100];
HEAP_MEM_PTR<int> p = A;  // 错误

下面这两个也不行，因为给p1,p2赋值的时候等号右方没有指向内存块的起始地址，同样得不到正确的内存块的前缀，从而得不到正确的内存可用范围

int* A = NEW int[100];
HEAP_MEM_PTR<int> p1 = &A[16];  // 错误
HEAP_MEM_PTR<int> p2 = A+16;  // 错误

再看看下面这个。给p2赋值的那个之所以是正确的，是因为我们为SmartHeapMemPtr类重写了operator+函数，里面做了正确的处理。而p1赋值的那个，仍然是把某个没有指向内存块起始位置的指针赋给了p1，导致p1找不到正确的内存块前缀。当然，也许可以重写一下地址符函数来解决这个问题，这个光荣的任务就交给读者自己了。

HEAP_MEM_PTR(int) A = NEW int[100];
HEAP_MEM_PTR<int> p1 = &A[16];  // 错误
HEAP_MEM_PTR<int> p2 = A+16;  // 正确

总结一下，要使用HEAP_MEM_PTR智能指针来检查越界，必须在初始化赋值时要么赋给它另一个HEAP_MEM_PTR对象，要么赋给它普通的指针，但是这个指针必须是指向有特殊前缀的（即通过内存池分配的）内存块的起始地址。所以，归纳为如下的使用原则：
1. 所有指针定义用HEAP_MEM_PTR代替，不要出现int* A这样的语句。
2. 不要用地址符。
3. 以上两条必须贯穿整个程序，包括函数传参和返回

比如下面这个函数

float* Func1(float *p1);

必须改成这样

HEAP_MEM_PTR(float) Func1(HEAP_MEM_PTR(float) p1);

为啥？我如果在其他函数里调用了Func1，像下面那样

void main()
{
    HEAP_MEM_PTR(float) p1;
    ...
    HEAP_MEM_PTR(float) p2 = Func1(p1);
    ...
}

对于main函数来说，如果Func1的返回就是个普通指针，怎么保证它指向的是一块有特殊前缀的内存的首地址？无法保证。一旦Func1做不到这点，以后对p2的使用就有可能抛出异常。所以还是返回智能指针比较保险。同理，对于Func1里面的智能指针的使用来说，也必须保证传进来的参数指向有特殊前缀的内存的首地址。

那么如果Func1是第三方库提供的怎么办？你需要知道返回的指针所指的内存长度，并显式的设定给智能指针，如下：

void main()
{
    HEAP_MEM_PTR(float) p1;
    ...
    HEAP_MEM_PTR(float) p2 = Func1(p1);
#ifdef USE_SMART_HEAP
    p2.SetUnmanagedLength(1024);  // 假设我们知道返回的指针指向的是一个1024字节的数组。
#endif
    ...
}

A同学问了：那如果不知道返回给你的内存的长度怎么办？那还能怎么办，p2就定义成普通指针吧，就别用智能指针来查越界了。

A同学又问了，上面的程序有个问题啊。我如果要释放p2所指的内存，DEL_ARRAY会不会产生问题？当然，因为那内存分配是第三方库管的，不是从我们的内存池分配的。不过释放p2需要我们来操心么？哪分配哪释放不是应该是C++编程尽可能遵循的原则么？

可是，你也说了那是尽可能。好吧，万一需要我们来释放，就只能把p2定义成float*，删除时用delete了。这么ugly的库，你确定要用吗？